CN101237232A - 提高组件电压耐受性的双向控制装置 - Google Patents

Abstract

一种提高组件电压耐受性的双向控制装置，该装置是藉由控制复数个金属氧化物半导体场效应晶体管组以接收由一第一输入信号源与一第二输入信号源所提供的二个输入信号，并提供二个输出信号于一第一输出信号源与一第二输出信号源。复数个并联的金属氧化物半导体场效应晶体管将直流信号转换为交流信号，解决每一金属氧化物半导体场效应晶体管的临界电压快速偏移问题，延长金属氧化物半导体场效应晶体管的使用寿命，稳定双向控制装置正常运作与逻辑输出。

Description

提高组件电压耐受性的双向控制装置

技术领域

本发明是关于一种双向(Bidirectional)控制装置，尤指一种用来提高组件电压耐受性的双向控制装置。

背景技术

在一般中小尺寸薄膜液晶显示器的产品规格上，通常会存在有双向驱动扫瞄的需求。这样的需求如果采用低温多晶硅(LTPS，Low TemperaturePoly-Silicon)或非结晶硅(a-Si，amorphous Silicon)来当作实施薄膜晶体管的组件，并以将栅极驱动电路直接放在薄膜液晶阵列上的技术来满足时，必须在栅极驱动电路中加入双向电路(Bidirectional circuit)以控制信号扫瞄方向。

图1是为一种一般用于栅极驱动电路的双向控制装置的示意图。双向控制装置100是包含一第一栅极输入信号源109、一第二栅极输入信号源110、一第一金属氧化物半导体场效应晶体管101、一第二金属氧化物半导体场效应晶体管102、一第三金属氧化物半导体场效应晶体管103、一第四金属氧化物半导体场效应晶体管104、一第一输入信号源105、一第二输入信号源106、一第一输出信号源107、与一第二输出信号源108。

在双向控制装置100中，第一栅极输入信号源109与第二栅极输入信号源110是输出极性互为相反的直流信号，在此是假设第一栅极输入信号源109是提供输入信号XBi，并假设第二栅极输入信号源110是提供输入信号Bi。当第二栅极输入源110的输入信号Bi是为高位准时，第一栅极输入源109的输入信号XBi是为低位准；此时，由于第一输入信号源105的输入信号是经由第一金属氧化物半导体场效应晶体管101传送到第一输出信号源107，且第二输入信号源106的输入信号是经由第四金属氧化物半导体场效应晶体管104传送到第二输出信号源108，因此上述双向控制装置100的运作是可称为顺向扫瞄。反之，当第二栅极输入信号源110的输入信号Bi为低位准时，第一栅极输入信号源109的输入信号XBi是为高位准；此时，由于第一输入信号源105的输入信号经由第二金属氧化物半导体场效应晶体管102传送到第二输出信号源108，且第二输入信号源106的输入信号经由第三金属氧化物半导体场效应晶体管103传送到第一输出信号源107，因此上述双向控制装置100的运作可称为反向扫瞄。

在双向控制装置100中，用来控制扫瞄方向的双向控制信号，亦即第一栅极输入信号源109所提供的输入信号XBi与第二栅极输入信号源110所提供的输入信号Bi，都是一种直流信号，并直接施加于双向控制装置100的薄膜晶体管的栅极。在一般的情况下，将双向控制装置100以低温多晶硅组件来实施并不会产生瑕疵，但是，当双向控制装置100改以非结晶硅组件来实施时，非结晶硅组件的临界电压(threshold voltage)飘移特性将会对双向控制装置100的控制方式产生严重的干扰；这是因为非结晶硅的组件对于栅极电压应力非常敏感，所以被施加栅极电压应力的非结晶硅组件的临界电压极易发生明显的正偏移现象，也就是说，临界电压会较预定的位准来的高，因此会降低组件导通电流，并影响双向控制装置100的正常运作与逻辑输出。

发明内容

本发明是提供一种双向控制装置，用以接收一第一输入信号源与一第二输入信号源所提供的输入信号，并用以提供二个输出信号于一第一输出信号源与一第二输出信号源。该双向控制装置包括一第一金属氧化物半导体场效应晶体管组、一第二金属氧化物半导体场效应晶体管组、一第三金属氧化物半导体场效应晶体管组、及一第四金属氧化物半导体场效应晶体管组。该第一金属氧化物半导体场效应晶体管组是包含复数个并联的金属氧化物半导体场效应晶体管。该第一金属氧化物半导体场效应晶体管组的输入端是耦接于该第一输入信号源。该第一金属氧化物半导体场效应晶体管组的输出端是耦接于该第一输出信号源。该第二金属氧化物半导体场效应晶体管组是包含复数个并联的金属氧化物半导体场效应晶体管。该第二金属氧化物半导体场效应晶体管组的输入端是耦接于该第一输入信号源。该第二金属氧化物半导体场效应晶体管组的输出端是耦接于该第二输出信号源。该第三金属氧化物半导体场效应晶体管组是包含复数个并联的金属氧化物半导体场效应晶体管。该第三金属氧化物半导体场效应晶体管组的输入端是耦接于该第二输入信号源。该第三金属氧化物半导体场效应晶体管组的输出端是耦接于该第一输出信号源。该第四金属氧化物半导体场效应晶体管组是包含复数个并联的金属氧化物半导体场效应晶体管。该第四金属氧化物半导体场效应晶体管组的输入端是耦接于该第二输入信号源。且该第四金属氧化物半导体场效应晶体管组的输出端是耦接于该第二输出信号源。该第一金属氧化物半导体场效应晶体管组、该第二金属氧化物半导体场效应晶体管组、该第三金属氧化物半导体场效应晶体管组、与该第四金属氧化物半导体场效应晶体管组皆包含相同数目的金属氧化物半导体场效应晶体管。

本发明是提供一种用于移位缓存器的双向控制装置。该双向控制装置包括一第一移位缓存器、一第二移位缓存器、一第三移位缓存器、一第一金属氧化物半导体场效应晶体管组、一第二金属氧化物半导体场效应晶体管组、一第三金属氧化物半导体场效应晶体管组、及一第四金属氧化物半导体场效应晶体管组。该第一移位缓存器、该第二移位缓存器、及该第三移位缓存器是皆包含一第一输入端、一第二输入端、及一输出端。该第一金属氧化物半导体场效应晶体管组是包含复数个并联的金属氧化物半导体场效应晶体管。该第一金属氧化物半导体场效应晶体管组的输入端是耦接于该第一移位缓存器的输出端。该第一金属氧化物半导体场效应晶体管组的输出端是耦接于该第三移位缓存器的第一输入端。该第二金属氧化物半导体场效应晶体管组是包含复数个并联的金属氧化物半导体场效应晶体管。该第二金属氧化物半导体场效应晶体管组的输入端是耦接于该第一移位缓存器的输出端。该第二金属氧化物半导体场效应晶体管组的输出端是耦接于该第三移位缓存器的第二输入端。该第三金属氧化物半导体场效应晶体管组是包含复数个并联的金属氧化物半导体场效应晶体管。该第三金属氧化物半导体场效应晶体管组的输入端是耦接于该第二移位缓存器的输出端。该第三金属氧化物半导体场效应晶体管组的输出端是耦接于该第三移位缓存器的第一输入端。该第四金属氧化物半导体场效应晶体管组是包含复数个并联的金属氧化物半导体场效应晶体管。该第四金属氧化物半导体场效应晶体管组的输入端是耦接于该第二移位缓存器的输出端。该第四金属氧化物半导体场效应晶体管组的输出端是耦接于该第三移位缓存器的第二输入端。该第一金属氧化物半导体场效应晶体管组、该第二金属氧化物半导体场效应晶体管组、该第三金属氧化物半导体场效应晶体管组、与该第四金属氧化物半导体场效应晶体管组皆包含相同数目的金属氧化物半导体场效应晶体管。

本发明上述所揭露的各种双向控制装置与应用该种双向控制装置的移位缓存器，可使先前技术中单一组件所承受的直流信号转换为复数个并联的组件共同承受的交流信号，可避免直流信号产生的临界电压快速偏移现象，并提高组件电压的耐受性以延长组件的使用寿命。

附图说明

图1是为一种一般用于栅极驱动电路的双向控制装置的示意图。

图2为本发明以N型金属氧化物半导体场效应晶体管实施的双向控制装置的示意图。

图3与图4为第2图所示的双向控制装置的信号控制时序示意图。

图5为图3的示意图加入延迟时间以后所产生的信号时序控制示意图。

图6亦为图4的示意图加入延迟时间以后所产生的信号时序控制示意图。

图7为本发明以P型金属氧化物半导体场效应晶体管实施的双向控制装置的示意图。

图8与图9为图7所示的双向控制装置的信号控制时序示意图。

图10是为图8的示意图加入延迟时间后所产生的信号时序控制示意图。

图11是为图9的示意图加入延迟时间后所产生的信号时序控制示意图。

图12为本发明所揭露将图2所揭露的双向控制装置200应用于移位缓存器的双向控制装置组的示意图。

图13为将图7所示的双向控制装置300应用于移位缓存器的双向控制装置组的示意图。

附图标号：

100、200、300、4001、4002、4003、5001、5002、5003：双向控制装置；

101、102、103、104：  金属氧化物半导体场效应晶体管；

105、106、205、206、305、306、450、452、550、552：  输入信号源；

107、108、207、208、307、308、454、456、554、556：输出信号源；

2011、2022、2033、2044、4011、4022、4033、4044：N型金属氧化物半导体场效应晶体管；

3011、3022、3033、3044、5011、5022、5033、5044：P型金属氧化物半导体场效应晶体管；

400、500：双向控制装置组；

201、202、203、204、401、402、403、404：N型金属氧化物半导体场效应晶体管组；

301、302、303、304、501、502、503、504：P型金属氧化物半导体场效应晶体管组；

109、110、209、210、309、310、409、410、509、510：栅极信号源；

411、412、413、511、512、5 13：移位缓存器；

703、704、903、904：区域。

具体实施方式

为了解决当双向控制装置100包含的薄膜晶体管以非结晶硅实施时，双向控制装置100受到非结晶硅的组件性质所牵制而无法正确运作的瑕疵，本发明是提供数种双向控制装置，以改进上述先前技术中非结晶硅所实施的薄膜晶体管导致的问题。

请参阅图2，其为本发明以N型金属氧化物半导体场效应晶体管实施的双向控制装置的示意图。双向控制装置200是用以接收由一第一输入信号源205与一第二输入信号源206所提供的二个输入信号，并各自提供一输出信号于一第一输出信号源207与一第二输出信号源208。双向控制装置200包括：一第一N型金属氧化物半导体场效应晶体管组201、一第二N型金属氧化物半导体场效应晶体管组202、一第三N型金属氧化物半导体场效应晶体管组203、与一第四N型金属氧化物半导体场效应晶体管组204。第一N型金属氧化物半导体场效应晶体管组201是包含复数个并联的N型金属氧化物半导体场效应晶体管2011，且每一N型金属氧化物半导体场效应晶体管2011的源极是耦接于第一N型金属氧化物半导体场效应晶体管组201的输入端，每一N型金属氧化物半导体场效应晶体管2011的漏极是耦接于第一N型金属氧化物半导体场效应晶体管组201的输出端；请注意，在此实施例中，N型金属氧化物半导体场效应晶体管2011的源极是视为N型金属氧化物半导体场效应晶体管2011的第一端，且N型金属氧化物半导体场效应晶体管2011的漏极是视为N型金属氧化物半导体场效应晶体管2011的第二端；第一输入信号源205是耦接于第一N型金属氧化物半导体场效应晶体管组201的输入端，且第一输出信号源207是耦接于第一N型金属氧化物半导体场效应晶体管组201的输出端。第二N型金属氧化物半导体场效应晶体管组202包含复数个并联的N型金属氧化物半导体场效应晶体管2022，且每一N型金属氧化物半导体场效应晶体管2022的源极是耦接于第二N型金属氧化物半导体场效应晶体管组202的输入端，每一N型金属氧化物半导体场效应晶体管2022的漏极是耦接于第二N型金氧半晶体组202的输出端；请注意，在此实施例中，N型金属氧化物半导体场效应晶体管2022的源极是视为N型金属氧化物半导体场效应晶体管2022的第一端，且N型金属氧化物半导体场效应晶体管2022的漏极是视为N型金属氧化物半导体场效应晶体管2022的第二端；第一输入信号源205是耦接于第二N型金属氧化物半导体场效应晶体管组202的输入端，且第二输出信号源208是耦接于第二N型金属氧化物半导体场效应晶体管组202的输出端。第三N型金属氧化物半导体场效应晶体管组203是包含复数个并联的N型金属氧化物半导体场效应晶体管2033，且每一N型金属氧化物半导体场效应晶体管2033的源极是耦接于第三N型金属氧化物半导体场效应晶体管组203的输入端，每一N型金属氧化物半导体场效应晶体管2033的漏极是耦接于第三N型金属氧化物半导体场效应晶体管组203的输出端；请注意，在此实施例中，N型金属氧化物半导体场效应晶体管2033的源极是视为N型金属氧化物半导体场效应晶体管2033的第一端，且N型金属氧化物半导体场效应晶体管2033的漏极是视为N型金属氧化物半导体场效应晶体管2033的第二端；第一输出信号源207是耦接于第三N型金属氧化物半导体场效应晶体管组203的输出端，且第二输入信号源206是耦接于第三N型金属氧化物半导体场效应晶体管组203的输入端。第四N型金属氧化物半导体场效应晶体管组204是包含复数个并联的N型金属氧化物半导体场效应晶体管2044，且每一N型金属氧化物半导体场效应晶体管2044的源极是耦接于第四N型金属氧化物半导体场效应晶体管组204的输入端，每一N型金属氧化物半导体场效应晶体管2044的漏极是耦接于第四N型金属氧化物半导体场效应晶体管组204的输出端；请注意，在此实施例中，N型金属氧化物半导体场效应晶体管2044的源极是视为N型金属氧化物半导体场效应晶体管2044的第一端，且N型金属氧化物半导体场效应晶体管2044的漏极是视为N型金属氧化物半导体场效应晶体管2044的第二端；第二输出信号源208是耦接于第四N型金属氧化物半导体场效应晶体管组的输出端，且第二输入信号源206是耦接于第四N型金属氧化物半导体场效应晶体管204的输入端。请注意，第一N型金属氧化物半导体场效应晶体管组201、第二N型金属氧化物半导体场效应晶体管组202、第三N型金属氧化物半导体场效应晶体管组203、与第四N型金属氧化物半导体场效应晶体管组204是包含相同数目的N型金属氧化物半导体场效应晶体管。

请注意，在图2所示的实施例中，第一N型金属氧化物半导体场效应晶体管组201包含的每一N型金属氧化物半导体场效应晶体管2011的栅极是以一一对应的关系耦接于第四N型金属氧化物半导体场效应晶体管组204包含的每一N型金属氧化物半导体场效应晶体管2044的栅极，并各自耦接于一第一栅极信号源210所包含的复数个信号输出端Bi(1)、Bi(2)、...、Bi(n)，在此是假设第一N型金属氧化物半导体场效应晶体管组201与第四N型金属氧化物半导体场效应晶体管组204皆包含n个金属氧化物半导体场效应晶体管，且n是为一正整数。同理，第三N型金属氧化物半导体场效应晶体管203组包含的每一N型金属氧化物半导体场效应晶体管2033的栅极是以一一对应的关系耦接于第二N型金属氧化物半导体场效应晶体管组202包含的每一N型金属氧化物半导体场效应晶体管2022的栅极，并各自耦接于一第二栅极信号源209所包含的复数个信号输出端XBi(1)、XBi(2)、...、XBi(n)，其中第二N型金属氧化物半导体场效应晶体管组202与第三N型金属氧化物半导体场效应晶体管组203亦皆包含n个金属氧化物半导体场效应晶体管。

请再参阅图3与图4，其为图2所示的双向控制装置200的信号控制时序示意图。如图3与图4所示，第一栅极信号源210所包含的各信号输出端Bi(1)、...、Bi(n)的准位是与第二栅极信号源209所包含的各信号输出端XBi(1)、...、XBi(n)的准位是为互斥。由图3可知，在同一周期内，当第一N型金属氧化物半导体场效应晶体管组201所包含的一N型金属氧化物半导体场效应晶体管2011的栅极是处于高准位时，第一N型金属氧化物半导体场效应晶体管组201所包含的其它N型金属氧化物半导体场效应晶体管2011的栅极是处于低准位。换言之，在同一周期内，第一N型金属氧化物半导体场效应晶体管组201仅会包含有一个栅极处于高准位的N型金属氧化物半导体场效应晶体管2011。同理，在相同周期内，第四N型金属氧化物半导体场效应晶体管组204仅会包含有一个栅极处于高准位的N型金属氧化物半导体场效应晶体管2044。另外，由图4可知，在同一周期内，第二N型金属氧化物半导体场效应晶体管组202仅会包含有一个栅极处于高准位的N型金属氧化物半导体场效应晶体管2022。同理，在相同周期内，第三N型金属氧化物半导体场效应晶体管组203仅会包含有一个栅极处于高准位的N型金属氧化物半导体场效应晶体管2033。

观察图2与图3可知，当第一N型金属氧化物半导体场效应晶体管组201所包含的任一N型金属氧化物半导体场效应晶体管2011的栅极准位为高准位时，第二N型金属氧化物半导体场效应晶体管组202所包含的所有N型金属氧化物半导体场效应晶体管2022的栅极准位皆为低准位。同理，观察图2与图4可知，当第二N型金属氧化物半导体场效应晶体管组202所包含的任一N型金属氧化物半导体场效应晶体管2022的栅极准位为高准位时，第一N型金属氧化物半导体场效应晶体管组201所包含的所有N型金属氧化物半导体场效应晶体管2011的栅极准位皆为低准位。相同地，第三N型金属氧化物半导体场效应晶体管组203与第四N型金属氧化物半导体场效应晶体管组204的间运作亦如上述。

请参阅图5与图6，其中图5为图3的示意图加入延迟时间(delay time)以后所产生的信号时序控制示意图，图6亦为图4的示意图加入延迟时间以后所产生的信号时序控制示意图。由于在实际的电路中信号的传递会有延滞时间，为了电路的稳定，在本发明某些较佳实施例中是允许于二连续周期间存在有一准位交替时间差。如图5所示，由于电路延迟时间的影响，信号输出端Bi(1)与Bi(2)在高准位时会存在有如区域703所标示的准位交替时间差，且于该准位交替时间差内，上述在同一周期内N型金属氧化物半导体场效应晶体管组201或204仅会包含有一个栅极处于高准位的N型金属氧化物半导体场效应晶体管2011或2044的条件将暂时不成立，以配合电路运作在实际状况下存在有延迟时间的条件。同理，在图6中，区域704亦标示一准位交替时间差，且在同一周期内N型金属氧化物半导体场效应晶体管组202或203仅会包含有一个栅极处于高准位的N型金属氧化物半导体场效应晶体管2022或2033的条件将暂时不成立。

藉由图2、图3、图4、图5、图6所述的双向交错控制方式，先前技术中原本单一金属氧化物半导体场效应晶体管承受的直流信号将会转换为复数个并联的金属氧化物半导体场效应晶体管共同承受的交流信号，且如此一来，每一金属氧化物半导体场效应晶体管将不会被直流电压应力所影响而使临界电压快速偏移，并延长金属氧化物半导体场效应晶体管的使用寿命。

请参阅图7，其为本发明以P型金属氧化物半导体场效应晶体管实施双向控制装置的示意图。双向控制装置300是包含一第一P型金属氧化物半导体场效应晶体管组301、一第二P型金属氧化物半导体场效应晶体管组302、一第三P型金属氧化物半导体场效应晶体管组303、与一第四P型金属氧化物半导体场效应晶体管组304。第一P型金属氧化物半导体场效应晶体管组301是包含复数个并联的P型金属氧化物半导体场效应晶体管3011。第二P型金属氧化物半导体场效应晶体管组302是包含复数个并联的P型金属氧化物半导体场效应晶体管3022。第三P型金属氧化物半导体场效应晶体管组303是包含复数个并联的P型金属氧化物半导体场效应晶体管3033。第四P型金属氧化物半导体场效应晶体管组304是包含复数个并联的P型金属氧化物半导体场效应晶体管3044。第一输入信号源305是耦接于第一P型金属氧化物半导体场效应晶体管组301与第二P型金属氧化物半导体场效应晶体管组302的输入端。第二输入信号源306是耦接于第三P型金属氧化物半导体场效应晶体管组303与第四P型金属氧化物半导体场效应晶体管组304的输入端。第一输出信号源307是耦接于第一P型金属氧化物半导体场效应晶体管组301与第三P型金属氧化物半导体场效应晶体管组303的输出端。第二输出信号源308是耦接于第二P型金属氧化物半导体场效应晶体管组302与第四P型金属氧化物半导体场效应晶体管组304的输出端。第一栅极信号源310是包含复数个信号输出端Bi(1)、Bi(2)、...、Bi(n)，且第二栅极信号源309是包含复数个信号输出端XBi(1)、XBi(2)、...、XBi(n)。请注意，在此实施例中，P型金属氧化物半导体场效应晶体管3011、3022、3033、3044的漏极是各自视为P型金属氧化物半导体场效应晶体管3011、3022、3033、3044的第一端，且P型金属氧化物半导体场效应晶体管3011、3022、3033、3044的源极是视为P型金属氧化物半导体场效应晶体管3011、3022、3033、3044的第二端；图7与图2所示的实施例的差异仅在于金属氧化物半导体场效应晶体管的种类，且组件及相关耦接方式皆与图2所示的双向控制装置200相同，故不再加以赘述。

请参阅图8与图9，其为图7所示的双向控制装置300的信号控制时序示意图。如图7与图8所示，第一栅极信号源310所包含的复数个信号输出端Bi(1)、Bi(2)、...、Bi(n)的准位是与第二栅极信号源309包含的复数个信号输出端XBi(1)、XBi(2)、...、XBi(n)的准位互斥。

观察图8可知，在同一周期内，第一栅极信号源310所包含的复数个信号输出端Bi(1)、Bi(2)、...、Bi(n)中只有一个信号输出端为低准位，且其它输出端是为高准位。再者，当第一栅极信号源310包含的任一信号输出端的准位为低准位时，第二栅极信号源309所包含的所有信号输出端的准位皆为高准位。同理，由图7与图9可知，当第二栅极信号源309所包含的任一信号输出端为低准位，则第一栅极信号源310所包含的所有信号输出端的准位皆为高准位。

请一同参阅图7与图10，其中图10是为图8的示意图加入延迟时间后所产生的信号时序控制示意图。与前述相同，由于必须考虑实际电路运作时信号的传递会有延迟时间，因此在本发明某些较佳实施例中会使二连续周期间是允许存在有一准位交替时间差。如图10所示，由于电路延迟时间的影响，信号输出端Bi(1)与Bi(2)在低准位时会存在有如区域903所标示的准位交替时间差，且于该准位交替时间差内，上述在同一周期内P型金属氧化物半导体场效应晶体管组301或304仅会包含有一个栅极处于低准位的P型金属氧化物半导体场效应晶体管3011或3044的条件将暂时不成立，以配合电路运作在实际状况下存在有延迟时间的条件。图11是为图9的示意图加入延迟时间候所产生的信号时序控制示意图。同理，在图11中，区域904亦标示一准位交替时间差，且在同一周期内P型金属氧化物半导体场效应晶体管组302或303仅会包含有一个栅极处于低准位的P型金属氧化物半导体场效应晶体管3022或3033的条件将暂时不成立。

与之前所述相同，藉由上述的双向控制信号，可将先前技术中单一金属氧化物半导体场效应晶体管所使用的直流信号转换为复数个并联的金属氧化物半导体场效应晶体管所使用的交流信号，且如此一来可以避免临界电压快速偏移的现象，以延长金属氧化物半导体场效应晶体管的使用寿命。

请参阅图12，其为本发明所揭露将图2所揭露的双向控制装置200应用于移位缓存器的双向控制装置组400的示意图。双向控制装置组400是包含复数个双向控制装置，并以矩阵的方式排列于显示器，且双向控制装置组400所包含的每一双向控制装置即为图2所揭露的双向控制装置200。为了简化本发明所揭露应用于移位缓存器的实施例的叙述，图12中仅图示出三个双向控制装置4001、4002、4003，且仅描述双向控制装置4001的结构，因为双向控制装置4002与4003的操作皆与双向控制装置4001相同，彼此之间的差别仅在于所应用的移位缓存器的不同而已。换言之，将图12所揭露的双向控制装置组400所包含的双向控制装置的数量上作更动所形成的不同实施例仍应为本发明的实施例。双向控制装置4001是用来藉由一第一信号输入源450与一第二信号输入源452来接收由一第一移位缓存器411与一第二移位缓存器412所提供的二输入信号，并藉由一第一信号输出源454与一第二信号输出源456来提供二个输出信号于一第三移位缓存器413，其中移位缓存器411、412、413皆包含一第一输入端、一第二输入端、及一输出端。双向控制装置4001是包括一第一N型金属氧化物半导体场效应晶体管组401、一第二N型金属氧化物半导体场效应晶体管组402、一第三N型金属氧化物半导体场效应晶体管组403、及一第四N型金属氧化物半导体场效应晶体管组404。第一N型金属氧化物半导体场效应晶体管组401是包含复数个并联的N型金属氧化物半导体场效应晶体管4011，且每一N型金属氧化物半导体场效应晶体管4011的源极是耦接于第一N型金属氧化物半导体场效应晶体管组401的输入端，每一N型金属氧化物半导体场效应晶体管4011的漏极是耦接于第一N型金属氧化物半导体场效应晶体管组401的输出端；第一N型金属氧化物半导体场效应晶体管组401的输入端是藉由第一输入信号源450耦接于第一移位缓存器411的输出端，且第一N型金属氧化物半导体场效应晶体管组401的输出端是藉由第一输出信号源454耦接于第三移位缓存器413的第一输入端。第二N型金属氧化物半导体场效应晶体管组402是包含复数个并联的N型金属氧化物半导体场效应晶体管4022，且每一N型金属氧化物半导体场效应晶体管4022的源极是耦接于第二N型金属氧化物半导体场效应晶体管组402的输入端，每一N型金属氧化物半导体场效应晶体管4022的漏极是耦接于第二N型金属氧化物半导体场效应晶体管组402的输出端；第二N型金属氧化物半导体场效应晶体管组402的输入端是藉由第一输入信号源450耦接于第一移位缓存器411的输出端，且第二N型金属氧化物半导体场效应晶体管组402的输出端是藉由第二输出信号源456耦接于第三移位缓存器413的第二输入端。第三N型金属氧化物半导体场效应晶体管组403是包含复数个并联的N型金属氧化物半导体场效应晶体管4033，每一N型金属氧化物半导体场效应晶体管4033的源极是耦接于第三N型金属氧化物半导体场效应晶体管组403的输入端，且每一N型金属氧化物半导体场效应晶体管4033的漏极是耦接于第三N型金属氧化物半导体场效应晶体管组403的输出端；第三N型金属氧化物半导体场效应晶体管组403的输入端是藉由第二输入信号源452耦接于第二移位缓存器412的输出端，且第三N型金属氧化物半导体场效应晶体管组403的输出端是藉由第一输出信号源454耦接于第三移位缓存器413的第一输入端。第四N型金属氧化物半导体场效应晶体管组404是包含复数个并联的N型金属氧化物半导体场效应晶体管4044，且每一N型金氧半第晶体4044的源极是耦接于第四N型金属氧化物半导体场效应晶体管组404的输入端，每一N型金属氧化物半导体场效应晶体管4044的漏极是耦接于第四N型金属氧化物半导体场效应晶体管组404的输出端；第四N型金属氧化物半导体场效应晶体管组404的输入端是藉由第二输入信号源452耦接于第二移位缓存器412的输出端，且第四N型金属氧化物半导体场效应晶体管组404的输出端是藉由第二输出信号原456耦接于第三移位缓存器413的第二输入端。请注意，第一N型金属氧化物半导体场效应晶体管组401、第二N型金属氧化物半导体场效应晶体管组402、第三N型金属氧化物半导体场效应晶体管组403、与第四N型金属氧化物半导体场效应晶体管组404皆包含相同数目的N型金属氧化物半导体场效应晶体管。

在图12所述的实施例中，第一金属氧化物半导体场效应晶体管组401包含的每一金属氧化物半导体场效应晶体管4011的栅极是以一一对应的关系耦接于第四金属氧化物半导体场效应晶体管组404包含的每一N型金属氧化物半导体场效应晶体管4044的栅极与第一栅极信号源410所包含的每一信号输出端Bi(1)～Bi(n)。同理，第三金属氧化物半导体场效应晶体管403组包含的每一N型金属氧化物半导体场效应晶体管4033的栅极是以一一对应的关系耦接于第二金属氧化物半导体场效应晶体管组402包含的每一N型金属氧化物半导体场效应晶体管4022的栅极与第二栅极信号源409所包含的每一信号输出端XBi(1)～XBi(n)。

由于双向控制装置4001即为图2所揭露的双向控制装置200，因此双向控制装置4001的操作亦与图3、图4、图5、图6所揭露的示意图与相关叙述相同，故此处不再加以赘述。

请参阅图13，其为将图7所示的双向控制装置300应用于移位缓存器的双向控制装置组500的示意图。图13与图12类似，亦应用于包含有大量移位缓存器的显示器矩阵，亦包含复数个双向控制单元，只是这些双向控制单元是使用P型金属氧化物半导体场效应晶体管，换言之，双向控制装置组500所包含的每一双向控制装置即为图7所示的双向控制装置300。再者，双向控制装置组500与图12所揭露的双向控制装置组400的差异也仅在双向控制装置所使用的金属氧化物半导体场效应晶体管不同而已。故以下仅就包含的组件加以揭露，而不就重复的耦合方式与操作等加以赘述。双向控制装置组500是包含双向控制装置5001、5002、5003，其中双向控制装置5001是包含一第一P型金属氧化物半导体场效应晶体管组501、一第二P型金属氧化物半导体场效应晶体管组502、一第三P型金属氧化物半导体场效应晶体管组503、及一第四P型金属氧化物半导体场效应晶体管组504。第一P型金属氧化物半导体场效应晶体管组501是包含复数个并联的P型金属氧化物半导体场效应晶体管5011。第二P型金属氧化物半导体场效应晶体管组502是包含复数个并联的P型金属氧化物半导体场效应晶体管5022。第三P型金属氧化物半导体场效应晶体管组503是包含复数个并联的P型金属氧化物半导体场效应晶体管5033。第四P型金属氧化物半导体场效应晶体管组504是包含复数个并联的P型金属氧化物半导体场效应晶体管5044。双向控制装置5001是用来藉由一第一信号输入源550、一第二信号输入源552、一第一信号输出源554、一第二信号输出源556对第一移位缓存器511、第二移位缓存器512、第三移位缓存器513进行控制，且控制方式与图8、图9、图10、图11的叙述相同，故此处不再加以赘述。

藉由本发明上述所揭露的各种双向控制装置与应用该种双向控制装置的移位缓存器，可使先前技术中单一组件所承受的直流信号转换为复数个并联的组件共同承受的交流信号，因此可避免直流信号产生的临界电压快速偏移现象，并提高组件电压的耐受性以延长组件的使用寿命。换言之，即便使用非结晶硅来实施薄膜晶体管，只要使用本发明所揭露的双向控制装置，仍可正常的运作双向控制机制。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (24)

1.一种双向控制装置，其特征在于，该双向控制装置用以接收一第一输入信号源与一第二输入信号源所提供的输入信号，并用以提供二个输出信号于一第一输出信号源与一第二输出信号源，该双向控制装置包括：

一第一金属氧化物半导体场效应晶体管组，包含复数个并联的金属氧化物半导体场效应晶体管，该第一金属氧化物半导体场效应晶体管组的输入端是耦接于该第一输入信号源，该第一金属氧化物半导体场效应晶体管组的输出端是耦接于该第一输出信号源；

一第二金属氧化物半导体场效应晶体管组，包含复数个并联的金属氧化物半导体场效应晶体管，该第二金属氧化物半导体场效应晶体管组的输入端是耦接于该第一输入信号源，该第二金属氧化物半导体场效应晶体管组的输出端是耦接于该第二输出信号源；

一第三金属氧化物半导体场效应晶体管组，包含复数个并联的金属氧化物半导体场效应晶体管，该第三金属氧化物半导体场效应晶体管组的输入端是耦接于该第二输入信号源，且该第三金属氧化物半导体场效应晶体管组的输出端是耦接于该第一输出信号源；及

一第四金属氧化物半导体场效应晶体管组，包含复数个并联的金属氧化物半导体场效应晶体管，该第四金属氧化物半导体场效应晶体管组的输入端是耦接于该第二输入信号源，且该第四金属氧化物半导体场效应晶体管组的输出端是耦接于该第二输出信号源；

其中该第一金属氧化物半导体场效应晶体管组、该第二金属氧化物半导体场效应晶体管组、该第三金属氧化物半导体场效应晶体管组、与该第四金属氧化物半导体场效应晶体管组皆包含相同数目的金属氧化物半导体场效应晶体管。

2.如权利要求1所述的双向控制装置，其特征在于，该第一金属氧化物半导体场效应晶体管组包含的复数个金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极是以一一对应的关系耦接于该第四金属氧化物半导体场效应晶体管组包含的复数个金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极。

3.如权利要求1所述的双向控制装置，其特征在于，该第二金属氧化物半导体场效应晶体管组包含的复数个金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极是以一一对应的关系耦接于该第三金属氧化物半导体场效应晶体管组包含的复数个金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极。

4.如权利要求1所述的双向控制装置，其特征在于，每一金属氧化物半导体场效应晶体管组所包含的金属氧化物半导体场效应晶体管是皆为N型金属氧化物半导体场效应晶体管。

5.如权利要求4所述的双向控制装置，其特征在于，该第一金属氧化物半导体场效应晶体管组包含的每一金属氧化物半导体场效应晶体管的源极是耦接于该第一金属氧化物半导体场效应晶体管组的输入端，且该第一金属氧化物半导体场效应晶体管组包含的每一金属氧化物半导体场效应晶体管的漏极是耦接于该第一金属氧化物半导体场效应晶体管组的输出端。

6.如权利要求4所述的双向控制装置，其特征在于，该第二金属氧化物半导体场效应晶体管组包含的每一金属氧化物半导体场效应晶体管的源极是耦接于该第二金属氧化物半导体场效应晶体管组的输入端，且该第二金属氧化物半导体场效应晶体管组包含的每一金属氧化物半导体场效应晶体管的漏极是耦接于该第二金属氧化物半导体场效应晶体管组的输出端。

7.如权利要求4所述的双向控制装置，其特征在于，该第三金属氧化物半导体场效应晶体管组包含的每一金属氧化物半导体场效应晶体管的源极是耦接于该第三金属氧化物半导体场效应晶体管组的输入端，且该第三金属氧化物半导体场效应晶体管组包含的每一金属氧化物半导体场效应晶体管的漏极是耦接于该第三金属氧化物半导体场效应晶体管组的输出端。

8.如权利要求4所述的双向控制装置，其特征在于，该第四金属氧化物半导体场效应晶体管组包含的每一金属氧化物半导体场效应晶体管的源极是耦接于该第四金属氧化物半导体场效应晶体管组的输入端，且该第四金属氧化物半导体场效应晶体管组包含的每一金属氧化物半导体场效应晶体管的漏极是耦接于该第四金属氧化物半导体场效应晶体管组的输出端。

9.如权利要求1所述的双向控制装置，其特征在于，每一金属氧化物半导体场效应晶体管组所包含的金属氧化物半导体场效应晶体管是皆为P型金属氧化物半导体场效应晶体管。

10.如权利要求9所述的双向控制装置，其特征在于，该第一金属氧化物半导体场效应晶体管组包含的每一金属氧化物半导体场效应晶体管的漏极是耦接于该第一金属氧化物半导体场效应晶体管组的输入端，且该第一金属氧化物半导体场效应晶体管组包含的每一金属氧化物半导体场效应晶体管的源极是耦接于该第一金属氧化物半导体场效应晶体管组的输出端。

11.如权利要求9所述的双向控制装置，其特征在于，该第二金属氧化物半导体场效应晶体管组包含的每一金属氧化物半导体场效应晶体管的漏极是耦接于该第二金属氧化物半导体场效应晶体管组的输入端，且该第二金属氧化物半导体场效应晶体管组包含的每一金属氧化物半导体场效应晶体管的源极是耦接于该第二金属氧化物半导体场效应晶体管组的输出端。

12.如权利要求9所述的双向控制装置，其特征在于，该第三金属氧化物半导体场效应晶体管组包含的每一金属氧化物半导体场效应晶体管的漏极是耦接于该第三金属氧化物半导体场效应晶体管组的输入端，且该第三金属氧化物半导体场效应晶体管组包含的每一金属氧化物半导体场效应晶体管的源极是耦接于该第三金属氧化物半导体场效应晶体管组的输出端。

13.如权利要求9所述的双向控制装置，其特征在于，该第四金属氧化物半导体场效应晶体管组包含的每一金属氧化物半导体场效应晶体管的漏极是耦接于该第四金属氧化物半导体场效应晶体管组的输入端，且该第四金属氧化物半导体场效应晶体管组包含的每一金属氧化物半导体场效应晶体管的源极是耦接于该第四金属氧化物半导体场效应晶体管组的输出端。

14.如权利要求1所述的双向控制装置，其特征在于，当该第一金属氧化物半导体场效应晶体管组所包含的一金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极处于高准位时，该第二金属氧化物半导体场效应晶体管组所包含的所有金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极是处于低准位。

15.如权利要求1所述的双向控制装置，其特征在于，当该第二金属氧化物半导体场效应晶体管组所包含的一金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极处于高准位时，该第一金属氧化物半导体场效应晶体管组所包含的所有金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极是处于低准位。

16.如权利要求1所述的双向控制装置，其特征在于，当该第四金属氧化物半导体场效应晶体管组所包含的一金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极处于高准位时，该第三金属氧化物半导体场效应晶体管组所包含的所有金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极是处于低准位。

17.如权利要求1所述的双向控制装置，其特征在于，当该第三金属氧化物半导体场效应晶体管组所包含的一金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极处于高准位时，该第四金属氧化物半导体场效应晶体管组所包含的所有金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极是处于低准位。

18.如权利要求1所述的双向控制装置，其特征在于，该第一金属氧化物半导体场效应晶体管组所包含的任一金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极的准位与该第一金属氧化物半导体场效应晶体管组所包含的其它金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极的准位在同一周期内是为互斥。

19.如权利要求18所述的双向控制装置，其特征在于，于二连续周期间是存在有该第一金属氧化物半导体场效应晶体管组所包含的任一金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极的准位与该第一金属氧化物半导体场效应晶体管组所包含的其它金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极的准位的准位交替时间差，且于该准位交替时间差内，该第一金属氧化物半导体场效应晶体管组所包含的任一金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极的准位与该第一金属氧化物半导体场效应晶体管组的其它金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极的准位是相同。

20.如权利要求1所述的双向控制装置，其特征在于，该第四金属氧化物半导体场效应晶体管组所包含的任一金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极的准位与该第四金属氧化物半导体场效应晶体管组所包含的其它金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极的准位在同一周期内是为互斥。

21.如权利要求20所述的双向控制装置，其特征在于，于二连续周期间是存在有该第四金属氧化物半导体场效应晶体管组所包含的任一金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极的准位与该第四金属氧化物半导体场效应晶体管组所包含的其它金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极的准位的准位交替时间差，且于该准位交替时间差内，该第四金属氧化物半导体场效应晶体管组所包含的任一金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极的准位与该第四金属氧化物半导体场效应晶体管组的其它金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极的准位是相同。

22.如权利要求1所述的双向控制装置，其特征在于，于二连续周期间是存在有该第二金属氧化物半导体场效应晶体管组所包含的任一金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极的准位与该第二金属氧化物半导体场效应晶体管组所包含的其它金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极的准位之间的准位交替时间差，且于该准位交替时间差内，该第二金属氧化物半导体场效应晶体管组所包含的任一金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极的准位与该第二金属氧化物半导体场效应晶体管组所包含的其它金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极的准位是相同。

23.如权利要求1所述的双向控制装置，其特征在于，于二连续周期间是存在有该第三金属氧化物半导体场效应晶体管组所包含的任一金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极的准位与该第三金属氧化物半导体场效应晶体管组所包含的其它金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极的准位之间的准位交替时间差，且于该准位交替时间差内，该第三金属氧化物半导体场效应晶体管组所包含的任一金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极的准位与该第三金属氧化物半导体场效应晶体管组所包含的其它金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极的准位是相同。

24.一种用于移位缓存器的双向控制装置，其特征在于，该双向控制装置包括：

一第一移位缓存器、一第二移位缓存器、及一第三移位缓存器，该三移位缓存器皆包含一第一输入端、一第二输入端、及一输出端；

一第一金属氧化物半导体场效应晶体管组，包含复数个并联的金属氧化物半导体场效应晶体管，该第一金属氧化物半导体场效应晶体管组的输入端是耦接于该第一移位缓存器的输出端，且该第一金属氧化物半导体场效应晶体管组的输出端是耦接于该第三移位缓存器的第一输入端；

一第二金属氧化物半导体场效应晶体管组，包含复数个并联的金属氧化物半导体场效应晶体管，该第二金属氧化物半导体场效应晶体管组的输入端是耦接于该第一移位缓存器的输出端，且该第二金属氧化物半导体场效应晶体管组的输出端是耦接于该第三移位缓存器的第二输入端；

一第三金属氧化物半导体场效应晶体管组，包含复数个并联的金属氧化物半导体场效应晶体管，该第三金属氧化物半导体场效应晶体管组的输入端是耦接于该第二移位缓存器的输出端，且该第三金属氧化物半导体场效应晶体管组的输出端是耦接于该第三移位缓存器的第一输入端；及

一第四金属氧化物半导体场效应晶体管组，包含复数个并联的金属氧化物半导体场效应晶体管，该第四金属氧化物半导体场效应晶体管组的输入端是耦接于该第二移位缓存器的输出端，且该第四金属氧化物半导体场效应晶体管组的输出端是耦接于该第三移位缓存器的第二输入端；

其中该第一金属氧化物半导体场效应晶体管组、该第二金属氧化物半导体场效应晶体管组、该第三金属氧化物半导体场效应晶体管组、与该第四金属氧化物半导体场效应晶体管组皆包含相同数目的金属氧化物半导体场效应晶体管。

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